A kiváló szilárdságukkal és hőstabilitásukkal jellemezhető Al-Mg-Er-Zr-ötvözetek igen ígéretes anyagokat képviselnek a hajóépítő iparban. Ha azonban nagy-hatékonyságú lézeres hegesztési technikákat alkalmaznak ennek az anyagnak az összekapcsolására, a meg nem olvadt Al₃(Er,Zr) erősítő részecskék hajlamosak szétválni a hegesztési varraton belül; ezzel egyidejűleg finom, egyenlő tengelyű szemcsék és oszlopos szemcsék nem folytonos régiói képződnek, ami az ízületi szilárdság csökkenését eredményezi. A csapadék szegregáció problémájának megoldása és a teljesen kiegyenlített hegesztési mikrostruktúra elérése érdekében ez a tanulmány lézeres hegesztési technikát alkalmaz, amely keresztirányban pásztázó, állítható gyűrű alakú sugárponttal rendelkezik. Az olvadt medencén belüli keverőhatás kiszorítja a meg nem olvadt Al3(Er,Zr) részecskéket az olvadási vonalról a hegesztési varrat központja felé, miközben az egyenletesebb hőmérséklet-eloszlás egyidejűleg gátolja az oszlopos szemcsék növekedését. Végső soron az Al3(Er,Zr) részecskék egyenletes eloszlása, amely szinergiában hat az olvadt medencén belüli fokozott alulhűtéssel, hatékonyan finomítja a mikrostruktúrát. Az így kapott hegesztett kötések kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és 389 ± 1 MPa{11}}szakítószilárdságot érnek el, ami az alapfém szilárdságának 93,3%-ának felel meg.
Főbb következtetések: A keresztirányú-szkennelő gyűrűs-pont-lézeres hegesztési technológia alkalmazásával ez a tanulmány sikeresen megvalósította az Al-6Mg-0,1Er-0,1Zr kötések mikroszerkezetének és mechanikai szilárdságának szinergikus szabályozását. A fő következtetések a következők: (1) Hagyományos lézeres hegesztéskor az alacsony hőmérsékletű lamináris áramlási zónában a nem olvadt Al₃(Er,Zr) részecskék szegregációja – heterogén gócképző helyként működik – finom, egyenlő tengelyű szemcsés zóna kialakulásához vezet a hegesztési varraton belül; fordítva, az ilyen részecskék hiánya a hegesztési varrat közepén durva oszlopos szemcseszerkezet kialakulását eredményezi.
(2) A pásztázó gyűrűs lézeres spot technológia alkalmazásával az Al3(Er,Zr) részecskék egyenletes eloszlását sikerült elérni a hegesztési fémben. A kulcslyuk erőteljes mozgása elősegítette az olvadékmedence áramlását, ezáltal a szegregált részecskéket a hegesztési varrat közepe felé tolja el. Az egyenletes részecskeeloszlás és a kiterjesztett alulhűtési zóna kombinációja együttesen megkönnyítette a hegesztett fém finomítását egy teljesen kiegyensúlyozott szemcseszerkezetté. (3) A finom-szemcsés erősítés és a csapadékerősítés hatásait kihasználva az optimális kötés kiváló mechanikai tulajdonságokat mutatott, és 389 ± 1 MPa- szakítószilárdságot ért el, ami az alapfém szilárdságának 93,3%-ának felel meg.
